第09章多种薄膜晶体管

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薄膜晶体管

薄膜晶体管的定义：Thin Film Transistor (薄膜场效应晶体管)，是指液晶显示器上的每一液晶象素点都是由集成在其后的薄膜晶体管来驱动。

从而可以做到高速度高亮度高对比度显示屏幕信息。

TFT属于有源矩阵液晶显示器。

补充：TFT（ThinFilmTransistor）是指薄膜晶体管，意即每个液晶像素点都是由集成在像素点后面的薄膜晶体管来驱动，从而可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息，是目前最好的LCD彩色显示设备之一，其效果接近CRT显示器，是现在笔记本电脑和台式机上的主流显示设备。

TFT的每个像素点都是由集成在自身上的TFT来控制，是有源像素点。

因此，不但速度可以极大提高，而且对比度和亮度也大大提高了，同时分辨率也达到了很高水平。

TFT ( Thin film Transistor，薄膜晶体管）屏幕，它也是目前中高端彩屏手机中普遍采用的屏幕，分65536 色及26 万色，1600万色三种，其显示效果非常出色。

平板显示器种类：经过二十多年的研究、竞争、发展，平板显示器已进入角色，成为新世纪显示器的主流产品，目前竞争最激烈的平板显示器有四个品种：1、场致发射平板显示器（FED）；2、等离子体平板显示器（PDP）；3、有机薄膜电致发光器（OEL）；4、薄膜晶体管液晶平板显示器（TFT-LCD）。

场发射平板显示器原理类似于CRT，CRT只有一支到三支电子枪，最多六支，而场发射显示器是采用电子枪阵列（电子发射微尖阵列，如金刚石膜尖锥），分辨率为VGA（640×480×3）的显示器需要92.16万个性能均匀一致的电子发射微尖，材料工艺都需要突破。

目前美国和法国有小批量的小尺寸的显示屏生产，用于国防军工，离工业化、商业化还很远。

等离子体发光显示是通过微小的真空放电腔内的等离子放电激发腔内的发光材料形成的，发光效应低和功耗大是它的缺点（仅1.2lm/W，而灯用发光效率达80lm/ W以上，6瓦/每平方英寸显示面积），但在102～152cm对角线的大屏幕显示领域有很强的竞争优势。

薄膜晶体管

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1、微电子技术应用
微电子技术被广泛应用于社会的各个行业
微电子技术与计算机技术相辅相成，推动了信息
技术的高速度发展
传统工业的行业改造和技术更新使商业领域的传统账册产生了根本的变化与其他技术的结合和渗透发展成新的技术
现代化的军事与国防也离不开微电子技术
深刻地、广泛地影响着人们的生活
大规模芯片生产已达到0.25微米工艺，0.06微米已应用于显示，目前最窄：32纳米。摩尔定律：集成度（容量）每1、2、1.5年（65、97年、媒体）翻一番，而价格保持不变甚至下降。
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大规模集成电路的集成度是微电子技术的重要标志；单晶片的尺寸已经从原来的5英寸发展到了今天的8光致抗蚀剂 SiO2 P+
基区硼离子注入
N P基区
N+埋层
(f)基区制备
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半导体集成电路工艺技术
双极集成电路工艺
光致抗蚀剂 SiO2… P+ N+埋层
(g)基区引线孔制备
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半导体集成电路工艺技术
双极集成电路工艺
砷离子注入
发射区基区集电区埋层
N+集电区
(h)发射区制备
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微电子无处不在：
公共汽车IC卡、银行储蓄卡和信用卡、小区智
能卡、电子手表、语言贺卡和玩具、电子琴、手机、
洗衣机、电视机、电话机等等日常生活用品中都有芯片（微电子）。
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2、微电子技术发展及现状
1948年BELL实验室发明第一只晶体管——微电子技术第一个里程碑；
1959年硅平面工艺的发展和集成电路的发明——微电子技术第二个里程碑； 1971年微机的问世——微电子技术第三个里程碑。

薄膜晶体管

非晶硅TFT-LCD显示系统与控制模块
控制模块
系统结构
控制模块
摘要说明时序控制模块和LCD系统中其它子模块之间的关系，对时序控制模块所要解决的时序问题进行分析。在分析问题的基础上提出一种适用于中、小尺寸液晶显示系统时序控制模块的实现结构。对时序控制模块进行功能验证，给出FPGA逻辑功能验证结果，证明设计可行。 LCD技术已成为平板显示的主流技术，其中，中、小尺寸液晶产品成为开发的主流。中、小型LCD的应用将更加广泛。应用于中、小尺寸液晶显示的主要技术有： 1、STN-LCD(Super Twisted Nematic，超扭转向列式液晶)； 2、(Thin Film Transistor，薄膜晶体管液晶显示器)； 3、LTPS(Low TemperaturePoly Silicon，低温多晶硅)等三种。而其中技术最为成熟的是TFT-LCD。由于TFT电流较低，无法直接在TFT上设计线路，因此，为了使TFT-LCD工作，需要外建IC控制电路。大多数有关TFT-LCD控制IC的。
技术特点
TFT技术是二十世纪九十年代发展起来的，采用新材料和新工艺的大规模半导体全集成电路制造技术，是液晶（LC）、无机和有机薄膜电致发光（EL和OEL）平板显示器的基础。TFT是在玻璃或塑料基板等非单晶片上（当然也可以在晶片上）通过溅射、化学沉积工艺形成制造电路必需的各种膜，通过对膜的加工制作大规模半导体集成电路（LSIC）。采用非单晶基板可以大幅度地降低成本，是传统大规模集成电路向大面积、多功能、低成本方向的延伸。在大面积玻璃或塑料基板上制造控制像元（LC或OLED）开关性能的TFT比在硅片上制造大规模IC的技术难度更大。对生产环境的要求（净化度为100级），对原材料纯度的要求（电子特气的纯度为99.%），对生产设备和生产技术的要求都超过半导体大规模集成，是现代大生产的顶尖技术。其主要特点有：

薄膜晶体管

薄膜晶体管的定义：Thin Film Transistor (薄膜场效应晶体管)，是指液晶显示器上的每一液晶象素点都是由集成在其后的薄膜晶体管来驱动。

从而可以做到高速度高亮度高对比度显示屏幕信息。

TFT属于有源矩阵液晶显示器。

TFT的每个像素点都是由集成在自身上的TFT来控制，是有源像素点。

因此，不但速度可以极大提高，而且对比度和亮度也大大提高了，同时分辨率也达到了很高水平。

TFT ( Thin film Transistor，薄膜晶体管）屏幕，它也是目前中高端彩屏手机中普遍采用的屏幕，分65536 色及26 万色，1600万色三种，其显示效果非常出色。

目前美国和法国有小批量的小尺寸的显示屏生产，用于国防军工，离工业化、商业化还很远。

薄膜晶体管结构和原理

薄膜晶体管结构和原理新型的薄膜晶体管由氧化铟(属于非晶氧化物半导体材料)组成。

这种材料的电气特性要比非晶(amorphous )硅要好。

研究人员认为，非晶氧化物制作的开关比非晶硅体积更小、功耗更低、开关速度更快。

采用这种开关的显示器将更加清晰、图像处理速度也更快。

此外，非晶氧化物能够以更廉价的方式印刷到塑料上。

东京的研究者首次在2004年报告过由非晶铟镓锌氧化物( indium gallium zinc oxide ,IGZO)制作的晶体管。

而现在，很多大型显示器制造商采用氧化晶体管操控LCD和OLED的像素单元。

韩国成均馆大学的研究小组想到了一个超简单的晶体管设计和制造方法，在该方法中需要的材料更少，处理步骤也更少，可以经一部降低非晶氧化物装置的成本。

晶体管一般由三个部分组成：一个薄膜半导体沟道、栅极绝缘层、电极(非别是源极、漏极和栅极)。

在制作晶体管时需要通过3个不同的步骤和至少3种不同耳朵材料装配而成。

新的晶体管只需要两种材料：氧化铟和离子凝胶(ion gel)。

粒子凝胶是相对较新的材料，由困在聚合物基质的导电离子液体构成。

研究人员首次采用沉积的方式将杨华铟印刷在塑料片上。

首先，是U型的氧化铟中包含一个哑铃型的杨华铟底层，然后在其上，一个横跨哑铃杠和U型两边的离子凝胶贴片。

最后整体暴露于氩气之中。

完成的塑料片上覆盖有晶体管阵列。

在每个晶体管中，U形氧化铟作为栅极时，哑铃状氧化铟的两端作为源极和漏极，凝胶覆盖的部分形成一个半导体沟道，也是栅极的电介质。

作为一个概念验证，研究人员展示了由两个晶体管形成的非逻辑门电路(NOT logic)。

这个非逻辑(逆变门)是一种数字逻辑电路的基本门电路模块。

该方法还能使用其他氧化物，如氧化铟锌和IGZO制作晶体管。

薄膜晶体管

薄膜晶体管目录简介发展历史现状原理发展前景图书信息简介薄膜晶体管 (英文名称为Thin-film transistor，简称TFT)是场效应晶体管的种类之一，大略的整理方式是在基板上沉积各种不同的薄膜，如半导体主动层、介电层和金属电极层。

薄膜晶体管是液晶显示器的关键器件,对显示器件的工作性能具有十分重要的作用.发展历史及现状人类对TFT的研究工作已经有很长的历史. 早在1925年,Julius Edger Lilienfeld首次提出结型场效应晶体管(FET)的基本定律,开辟了对固态放大器的研究.1933年,Lilienfeld 又将绝缘栅结构引进场效应晶体管(后来被称为 MISFET).1962 年,Weimer用多晶CaS薄膜做成TFT;随后,又涌现了用CdSe,InSb,Ge等半导体材料做成的TFT器件.二十世纪六十年代,基于低费用,大阵列显示的实际需求,TFT的研究广为兴起.1973年,Brody等人136光子技术2006年9月首次研制出有源矩阵液晶显示(AMLCD),并用CdSe TFT作为开关单元.随着多晶硅掺杂工艺的发展,1979年后来许多实验室都进行了将 AMLCD LeComber,Spear和Ghaith 用a-Si:H做有源层,做成TFT 器件.以玻璃为衬底的研究.二十世纪八十年代,硅基TFT在AMLCD 中有着极重要的地位,所做成的产品占据了市场绝大部分份额.1986年Tsumura等人首次用聚噻吩为半导体材料制备了有机薄膜晶体管(OTFT),OTFT技术从此开始得到发展.九十年代,有机半导体材料作为活性层成为新的研究热点.由于在制造工艺和成本上的优势,OTFT被认为将来极可能应用在LCD,OLED的驱动中.近年来,OTFT的研究取得了突破性的进展.1996 年,飞利浦公司采用多层薄膜叠合法整理了一块15微克变成码发生器(PCG);即使当薄膜严重扭曲,仍能正常工作.1998 年,无定型金属氧化物锆酸钡作为并五苯有机薄膜晶体管的栅绝IBM 公司用一种新型的具有更高的介电常数缘层,使该器件的驱动电压降低了4V,迁移率达到0.38cm2V-1s-1.1999年,Bell实验室的Katz和他的研究小组制得了在室温下空气中能稳定存在的噻吩薄膜,并使器件的迁移率达到0.1cm2V-1s-1.Bell实验室用并五苯单晶制得这向有机集成了一种双极型有机薄膜晶体管, 该器件对电子和空穴的迁移率分别达到2.7cm2V-1s-1和1.7cm2V-1s-1,电路的实际应用迈出了重要的一步.最近几年,随着透明氧化物研究的深入,以ZnO,ZIO等半导体材料作为活性层整理薄膜晶体管,因性能改进显着也吸引了越来越多的兴趣.器件制备工艺很广泛,比如:MBE,CVD,PLD等,均有研究.ZnO-TFT 技术也取得了突破性进展.2003 年,Nomura等人使用单晶 InGaO3(ZnO)5获得了迁移率为80 cm2V-1s-1的TFT器件.美国杜邦公司采用真空蒸镀和掩膜挡板技术在聚酰亚铵柔性衬底上开发了ZnO-TFT,这是在聚酰亚铵柔性衬底上首次研制成功了高迁移率的ZnO-TFT,这预示着在氧化物TFT子迁移率为50cm2V-1s-1.2006 年,Cheng领域新竞争的开始.2005年,ChiangHQ等人利用ZIO作为活性层制得开关比10薄膜晶体管.HC等人利用CBD方法制得开关比为105,迁移率为0.248cm2V-1s-1的TFT,这也显示出实际应用的可能.[1]原理薄膜晶体管是一种绝缘栅场效应晶体管.它的工作状态可以利用 Weimer表征的单晶硅MOSFET工作原理来描述.以n沟MOSFE为例. 当栅极施以正电压时,栅压在栅绝缘层中产生电场,电力线由栅电极指向半导体表面,并在表面处产生感应电荷.随着栅电压增加,半导体表面将由耗尽层转变为电子积累层,形成反型层.当达到强反型时(即达到开启电压时),源,漏间加上电压就会有载流子通过沟道.当源漏电压很小时,导电沟道近似为一恒定电阻,漏电流随源漏电压增加而线性增大.当源漏电压很大时,它会对栅电压产生影响,使得栅绝缘层中电场由源端到漏端逐渐减弱,半导体表面反型层中电子由源端到漏端逐渐减小,沟道电阻随着源漏电压增大而增加.漏电流增加变得缓慢,对应线性区向饱和区过渡.当源漏电压增到一定程度,漏端反型层厚度减为零,电压在增加,器件进入饱和区.在实际LCD生产中,主要利用a-Si:H TFT的开态(大于开启电压)对像素电容快速充电,利用关态来保持像素电容的电压,从而实现快速响应和良好存储的统一.发展前景未来TFT技术将会以高密度,高分辨率,节能化,轻便化,集成化为发展主流,从本文论述的薄膜晶体管发展历史以及对典型 TFT 器件性能分析来看,虽然新型OTFT,ZnO-TFT的研究已经揭示出优良的特性,甚至有的已经开始使用化,但实现大规模的商业化以及进一步降低成本等方面,还需要很多努力.因此在很长一段时间内将会与硅基材料器件并存.我国大陆的显示技术处于刚开始阶段,对新型TFT器件的研发以及显示技术的应用带来了重大的机遇和挑战.相信在不久的将来,OTFT和ZnO-TFT等新型器件为基础的产品会推动下一代光电子学的突飞猛进.图书信息书名：薄膜晶体管出版社: 电子工业出版社; 第1版 (2008年3月1日)平装: 450页正文语种: 简体中文开本: 16商品尺寸: 23.4 x 18.2 x 2.4 cm品牌: 电子工业出版社发行部TFT是如何工作的?TFT也就是薄膜晶体管，是用来主动控制每一个像素光通过量的元件。

薄膜晶体管原理及应用pdf董承远

薄膜晶体管原理及应用pdf董承远薄膜晶体管是一种半导体器件，是现代电子技术中的重要元件之一。

它常常被用于电子器件中，比如说计算机、手机和平板电脑等。

本文将围绕着“薄膜晶体管原理及应用pdf董承远”这一话题，介绍薄膜晶体管的原理及其应用。

第一步：薄膜晶体管的原理薄膜晶体管是一种非常薄的半导体材料，它由源、漏和栅三个区域组成。

其中，源和漏是由导体材料组成，栅则是由半导体材料组成。

当电压施加到栅电极上时，栅电极下的半导体材料会形成一个导电通路，从而导致电子流从源极流向漏极。

这个过程就是薄膜晶体管的开关过程，也就是它的特点之一。

薄膜晶体管的特点还在于它的速度非常快，因为它非常小。

这使得薄膜晶体管成为现代电子技术中非常重要的元件之一。

同时，它还有很高的集成度，也就是可以把很多薄膜晶体管集成在一起，从而构成更为复杂的电路。

第二步：薄膜晶体管的应用薄膜晶体管可以应用于极其广泛的领域。

其中最常见的就是我们所用的电子设备，比如计算机和手机。

在计算机中，薄膜晶体管可以被用于CPU中。

CPU是计算机中最为核心的处理器，它通过执行指令来完成计算机中的数据处理工作。

而薄膜晶体管可以被用来制造CPU中的开关，即使CPU能够高速地进行计算和处理。

在手机中，薄膜晶体管同样也占据着重要的地位。

比如说，它可以被用来制造手机中的屏幕。

在手机屏幕中，每个像素点都需要一个开关来控制颜色和亮度，而这个开关就可以通过薄膜晶体管来控制。

除了计算机和手机，薄膜晶体管还可以被应用在其他许多领域中。

比如说，它可以被用来制造电子测量设备中的放大器和开关，从而提高测量的精度和灵敏度。

它还可以被用来制造LED等发光二极管，从而实现更为明亮和耐用的照明灯具。

总结薄膜晶体管是一种非常重要的半导体器件，具有非常广泛的应用范围。

在本文中，我们详细介绍了薄膜晶体管的原理及其应用。

通过了解薄膜晶体管的工作原理和应用领域，我们可以更好地理解现代电子技术的发展趋势，同时也可以更好地应用这一技术。

薄膜晶体管的原理与应用

薄膜晶体管的原理与应用1. 引言薄膜晶体管（Thin Film Transistor，TFT）是一种非常重要的电子元件，在现代电子设备中得到广泛应用。

本文将介绍薄膜晶体管的工作原理及其应用领域。

2. 薄膜晶体管的工作原理薄膜晶体管是一种可控电流源，也是一种放大器。

其主要由五个要素构成：栅极（Gate）、栅绝缘层（Gate Insulator）、半导体薄膜（Semiconductor）、源极（Source）和漏极（Drain）。

下面简要介绍薄膜晶体管的工作原理：•当栅极施加一个可变电压时，电场会穿透栅绝缘层作用于半导体薄膜上。

通过调节栅电压，可以控制在半导体薄膜中形成的导电通道的宽度。

•通过控制栅电压，可以改变半导体薄膜的导电特性。

当栅电压为零时，半导体薄膜中没有导电通道，薄膜晶体管处于关闭状态；当栅电压为正时，导电通道打开，电流可以流过薄膜晶体管。

•当在源极和漏极之间施加一个电压时，电流会从源极流向漏极。

薄膜晶体管的放大效应即通过调节栅电压来控制源极和漏极之间的电流流动，实现放大信号。

3. 薄膜晶体管的应用薄膜晶体管由于其特点和优势在许多领域都得到了应用。

以下是薄膜晶体管的几个主要应用领域：3.1 液晶显示器薄膜晶体管被广泛用于液晶显示器（LCD）中。

在LCD中，每个像素都由一个薄膜晶体管和一个液晶单元组成。

薄膜晶体管负责控制液晶单元的亮度和颜色，从而实现显示的功能。

LCD由于其低功耗、高对比度和可视角度大等特点，成为了现代电子设备中最常用的显示技术。

3.2 集成电路薄膜晶体管也广泛应用于集成电路（Integrated Circuit）中。

集成电路是现代电子设备不可或缺的组成部分，可以实现多种功能。

薄膜晶体管作为集成电路中的开关元件，可以控制信号的传输和处理，扮演着重要的角色。

3.3 触摸屏触摸屏是现代智能设备中必备的输入设备之一，而薄膜晶体管是触摸屏中的关键组件之一。

触摸屏通过检测用户的触摸来实现与设备的交互。

薄膜晶体管原理

薄膜晶体管原理薄膜晶体管简介薄膜晶体管的定义和作用•薄膜晶体管（Thin-film Transistor，TFT）是一种非常重要的电子元件，主要应用于液晶显示器（LCD）和有机发光二极管（OLED）等显示技术中。

•薄膜晶体管通过控制电荷注入来实现电流开关，用于控制像素点的状态，从而控制显示器的亮度和色彩。

薄膜晶体管的原理1.薄膜晶体管由一层薄膜材料构成，常见的材料包括铜、铝、锌氧化物等。

2.薄膜晶体管的结构主要包括源极、漏极和栅极。

3.当栅极施加一定电压时，形成电场，控制漏极与源极之间导电的n型或p型材料的电流流动。

4.通过调整栅极电压，可以控制薄膜晶体管的导电状态，从而控制显示器中的像素点亮度和颜色。

5.薄膜晶体管必须通过液晶或有机材料来提供光学效果，因此通常与液晶显示器或OLED显示器一起使用。

薄膜晶体管的优势•高分辨率：薄膜晶体管可以实现高分辨率的显示效果，适用于高清液晶显示器和大屏幕电视等场景。

•快速响应：薄膜晶体管的开关速度快，可以实现快速的图像刷新，减少动态显示时的模糊和残影现象。

•低功耗：薄膜晶体管的导电状态只在切换时才会消耗能量，大部分时间处于非导电状态，因此功耗较低。

•高可靠性：薄膜晶体管制作工艺相对简单，结构稳定可靠，在长期使用中具有较高的稳定性和可靠性。

薄膜晶体管的应用•液晶显示器（LCD）：薄膜晶体管与液晶层结合，实现像素点的控制，广泛应用于计算机显示器、手机屏幕等。

•有机发光二极管（OLED）：薄膜晶体管与有机发光材料结合，实现高亮度、高对比度、真实色彩的显示效果，被广泛应用于智能手机、电视机等高端产品。

结语薄膜晶体管作为一种重要的电子元件，功不可没。

它通过控制电荷注入来实现电流开关，从而控制显示器的亮度和色彩。

同时，它具有高分辨率、快速响应、低功耗和高可靠性等优势，被广泛应用于LCD和OLED显示技术。

希望本文能够为读者提供一些关于薄膜晶体管的基本了解。

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